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第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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这是一份第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1,共22页。
第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、单选题(共12题)
1.某温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)在一带有活塞的密闭容器中达到平衡,下列说法中不正确的是( )
A.恒容,升高温度,正反应速率减小
B.恒容,充入H2,I2(g)的体积分数降低
C.恒压,充入HI(g),开始时正反应速率减小
D.恒温,压缩体积,平衡不移动,混合气体颜色加深
2.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)⇌(aq),某I2、KI混合溶液中,的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是
A.温度为T1时,向该平衡体系中加入KI固体,平衡正同移动
B.I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)的△H<0
C.若T1时,反应进行到状态d时,一定有v正>v逆
D.状态a与状态b相比,状态b时I2的转化率更高
3.下列说法正确的是
A.反应2Mg(s)+CO2(g) = C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的 △H< 0
B.△H< 0、△S< 0的反应在高温条件下能自发进行
C.反应CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)的△S< 0
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
4.合成氨工业为人类解决粮食问题做出了巨大贡献。一定温度下,在恒容密闭容器中进行合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列能充分说明该反应达到化学平衡状态的是
A.正、逆反应速率都等于零
B.N2、H2、NH3的浓度相等
C.N2、H2、NH3的浓度不再变化
D.N2、H2、NH3在密闭容器中共存
5.如图所示为800°C时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是
A.发生的反应可表示为2A(g)2B(g)+C(g)
B.反应开始至2 min A的平均速率为0.1 mol/(L·min)
C.反应开始时,正、逆反应同时进行
D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2:3:1
6.—定温度下,在三个等体积的恒容密闭容器中,反应2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)达平衡,下列说法不正确的是( )
容器
温度/K
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
CO2(g)
H2(g)
C2H5OH(g)
H2O(g)
C2H5OH(g)
甲
500
0.20
0.60
0
0
0.08
乙
500
0.20
0.40
0
0
丙
600
0
0
0.10
0.30
0.04
A.该反应正反应为放热反应
B.达平衡时,甲、乙容器内C2H5OH的浓度:甲>乙
C.达平衡,甲、乙容器中反应所需的时间:甲<乙
D.达平衡时,甲、丙容器中转化率:(CO2,甲)=(C2H5OH,丙)
7.在1L的容器中,用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是
A.OE段表示的平均反应速率最快
B.F点收集到的CO2的量最多
C.EF段,用HCl表示该反应的平均反应速率为
D.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
8.已知:①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) Δ H1;②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2,下列推断正确的是
A.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) ΔH=-ΔH1
B.CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1
C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则ΔH2<0
D.若反应①增大压强,则反应物活化分子百分数增大,反应速率加快
9.如图可逆反应A+2B2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断
A.正反应是吸热反应 B.若A、B是气体,则D是液体或固体
C.改变物质浓度,平衡不会移动 D.A、B、C、D均为气体
10.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的压强不再变化 B.混合气体的密度不再变化
C. D.且不再变化
11.在恒温恒容条件下,可逆反应达到化学平衡状态的标志是
A.
B.、、不再发生变化
C.
D.气体的密度不再发生变化
12.合成氨工业中,以下操作既能加快反应速率又能提高平衡产率的是
A.增大反应体系的压强 B.除去原料气中的杂质
C.提高反应温度 D.降低和的投料比
二、非选择题(共10题)
13.CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)可用作H2O2分解的催化剂。
(1)该催化剂中铁元素的化合价为 。
(2)下图表示两种不同方法制得的催化剂在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知:
① 水热法制取得到的催化剂活性更高;
②Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。
14.向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应:2X(g) Y(g)+3Z(g)。
(1)经5min后达平衡,此时容器内压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的速率为 mol(L·min)。
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一时间内测得的反应速率分别为:甲:ν(X)=3.5mol(L·min);乙:ν(Y)=2mol(L·min);丙:ν(Z)=4.5mol(L·min);丁:ν(X)=0.075mol(L·s)。若其他条件相同,温度不同,温度由高到低的顺序是(填序号) 。
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气,则平衡向 (填“左”“右”或“不”,下同)移动。
(4)若在相同条件下向达到(1)所述平衡体系中再充入0.5molX气体,则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比 。
A.无法确定 B.前者一定大于后者
C.前者一定等于后者 D.前者一定小于后者
15.(1)向盛有溶液的试管中加入溶液,溶液呈红色。在这个反应体系中存在下述平衡:
①向上述平衡体系中加入5滴浓的溶液,溶液颜色 (填“变深”“变浅”或“不变”)。
②向上述平衡体系中加入少量固体,溶液颜色 (填“变深”“变浅”或“不变”)。
(2)氨是一种重要的化工原料,合成氨的反应:,反应过程如图所示:
① (用含、的式子表示)。
②加催化剂的曲线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③在一定条件下,能说明反应一定达到平衡的是 (填字母代号)。
A.
B.单位时间内消耗的同时消耗
C.的物质的量之比为
D.混合气体中保持不变
16.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速的影响”。
(1)向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液,当溶液中的KMnO4耗尽后,溶液紫色将褪去。为确保能观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,该小组设计了如下实验方案:
实验
序号
反应温
度/℃
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
①
25
8.0
0.20
5.0
0.010
0
②
25
6.0
0.20
5.0
0.010
x
表中x= mL,理由是 。
(3)已知50℃时,浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线如图示,若保持其他条件不变,请在坐标图中画出25℃时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图 。
17.某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素,进行以下实验。
(1)向100mL稀硫酸中加入过量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
230
290
310
①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min各时间段中:反应速率最大的时间段是 min,主要的原因可能是 。
②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可以在稀硫酸中加入 (填序号)。
a.Na2CO3溶液 b.NaOH溶液 c.KNO3溶液 d.蒸馏水
(2)进行以下对比实验,并记录实验现象。
实验I:
实验Ⅱ:另取两支试管分别加5mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液,均未观察到有明显的气泡产生。
①实验I的目的是 。
②实验Ⅱ未观察到预期现象,为了达到该实验的目的,可采取的改进措施是: 。
(3)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
实验混合溶液
A
B
C
4mol·L-1H2SO4/mL
30
V1
V2
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
H2O/mL
10
V3
V4
t/s
t1
t2
t3
请完成该实验设计:V1= ,V4= 。
18.乙酰苯胺是一种白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末,是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。乙酰苯胺的制备原理为:
实验参数:
名称
苯胺
乙酸
乙酰苯胺
式量
93
60
135
性状
无色油状液体,具有还原性
无色液体
白色晶体
密度/(g·cm-3)
1.02
1.05
1.22
沸点/℃
184.4
118.1
304
溶解度
微溶于水
易溶于水
微溶于冷水,溶于热水
易溶于乙醇、乙醚等
易溶于乙醇、乙醚
易溶于乙醇、乙醚
实验装置如图:
注:刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。
实验步骤:
步骤1:在圆底烧瓶中加入无水苯胺9.30 mL,冰醋酸15.4 mL,锌粉0.100 g, 安装仪器,加入沸石,调节加热温度,使分馏柱顶温度控制在105℃左右,反应约60~80 min,反应生成的水及少量醋酸被蒸出。
步骤2:在搅拌下,趁热将烧瓶中物料以细流状倒入盛有100 mL冰水的烧杯中,剧烈搅拌,并冷却结晶,抽滤、洗涤、干燥,得到乙酰苯胺粗品。
步骤3:将此粗乙酰苯胺进行重结晶,晾干,称重,计算产率。
(1)步骤1中所选圆底烧瓶的最佳规格是 (填字母)。
a.25 mL b.50 mL c.150 mL d.200 mL
(2)实验中加入少量锌粉的目的是 。
(3)步骤1加热可用 (填“水浴”“油浴”或“直接加热”)。从化学平衡的角度分析,控制分馏柱上端的温度在105℃左右的原因是 。
(4)步骤2中结晶时,若冷却后仍无晶体析出,可采用的方法是 。洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂是 (填字母)。
a.用少量冷水洗 b.用少量热水洗 c.先用冷水洗,再用热水洗 d.用酒精洗
(5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,欲用重结晶进行提纯,步骤如下:热水溶解、 、过滤、洗涤、干燥(选取正确的操作并排序)。
a.蒸发结晶 b.冷却结晶 c.趁热过滤 d.加入活性炭
(6)该实验最终得到纯品9.18 g,则乙酰苯胺的产率是 %(结果保留一位小数)。
19.向一个容积为5 L的密闭容器中充入6 mol H2和2 mol CO,在恒温和催化剂作用下发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),经过5 min后达到平衡状态。若测得平衡时容器内CH3OH的物质的量为1 mol,则:
(1)反应开始至平衡时,以H2的浓度变化表示该反应的平均速率v(H2)= 。
(2)起始状态与平衡状态容器内的压强之比为 。
20.已知Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H=akJ/mol,平衡常数为K;测得在不同温度下,K值如下:
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)若500℃时进行上述反应,CO2起始浓度为1 mol/L,CO的平衡浓度为 。
(2)方程式中的a 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)900℃上述反应达到平衡,要使得该平衡向左移动,其他条件不变时,可以采取的措施有 (填序号)
A.缩小反应器体积 B.加入FeO
C.降低温度到500℃ D.使用合适的催化剂
21.把2 mol X气体和1 mol Y气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),2 min末生成0.2 mol W,若测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为0.1mol/(L·min),试计算:
(1)前2 min内,用X表示的平均反应速率= ;
(2)2 min末时Y的转化率= ;
(3)化学方程式中Z的化学计量数n= ;
22.X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如图所示变化:
一个B分子中含有的Z原子个数比C分子少1个,B、C 两种分子中的电子数均等于10。
请回答下列问题:
(1)X元素在周期表中的位置是 .
(2)B分子的电子式为 。分析同主族元素性质的递变规律,发现B、C物质沸点反常,这是因为它们的分子之间存在 。
(3)已知Y+Z→C是一个可逆反应,其平衡常数表达式为 。有甲、乙两容器,容器容积固定,乙容器容积可变。一定温度下,在甲中加入2,molY、3molZ,反应达到平衡时生成C的物质的量为mmol。相同温度下,在乙中加入4 mol Y、6 mol Z,若乙的压强始终与甲的压强相等,乙中反应达到平衡时,生成C的物质的量为 mol(从下列各项中选择,只填字母,下同);若乙的容积与甲的容积始终相等,乙中反应达到平衡时,生成C的物质的量为 mol。
A.小于m
B.等于m
C.在m~2m之间
D.等于2m
E.大于2m
(4)Y的最高价氧化物的水化物为W,其溶液呈黄色,其原因是 (写化学方程式);W与C在适当条件下被W吸收生成一种盐Q,该盐的水溶液pH<7,其原因是(写出离子方程式) 。
参考答案:
1.A
A. 恒容,升高温度,正反应速率增大,故A错误;
B. 恒容,充入H2(g),平衡正向移动,I2(g)物质的量减少,体积分数降低,故B正确;
C. 恒压,充入HI(g),体积变大,H2、I2的浓度变小,开始时正反应速率减小,故C正确;
D. 恒温,压缩体积,由于是等体积反应,因此平衡不移动,但I2的浓度增大,混合气体颜色加深,故D正确;
答案选A。
2.D
A.温度T1时,加入KI固体,I-浓度增大,平衡向正反应方向移动,故A正确;
B.由图象曲线的变化趋势可知,当温度升高时,的物质的量浓度减小,说明该反应的正反应为放热反应,反应I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)的△H<0,故B正确;
C.若反应进行到状态d时,反应未达到平衡状态,若反应趋向于平衡,则反应向生成的方向移动,则v正>v逆,故C正确;
D.状态a与状态b均为平衡状态,状态b的的物质的量浓度明显小于状态a的的物质的量浓度,说明由状态a转化为状态b时,升高温度平衡逆向移动,则I2的转化率降低,故D错误;
故答案为D。
3.A
A.反应物中有气体,生成物中没有气体,则△S<0,若要使反应自发进行,△H-T△S<0,则△H必须小于0,A项正确;
B.根据△H-T△S<0反应能自发进行,△H<0,△S< 0的反应在低温条件下能自发进行,B项错误;
C.反应物没有气体,生成物有气体,则△H>0,C项错误;
D.同一物质,熵值:气体>液体>固体,D项错误;
答案选A。
【点睛】
4.C
反应达到化学平衡状态的直接判据是正逆反应速率相等,各成分的浓度保持不变的状态,由此分析。
A.化学平衡是动态平衡,当反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,不等于零,故A不符合题意;
B.化学平衡时N2、H2、NH3的浓度取决于起始时各物质的量关系和转化的程度,浓度相等不能作为判断化学反应达到平衡的标志,故B不符合题意;
C.化学平衡时N2、H2、NH3的浓度不再变化,说明反应达到平衡状态,故C符合题意;
D.该反应为可逆反应,只要发生反应,就有N2、H2、NH3在密闭容器中共存,故D不符合题意;
答案选C。
5.C
A.根据图像得出浓度改变量为Δc(A)=0.2mol∙L−1,Δc(B)=0.2mol∙L−1,Δc(C)=0.1mol∙L−1,根据改变量之比等于计量系数之比得出反应可表示为2A(g)2B(g)+C(g),选项A正确;
B.反应开始至2 min A的分解速率为,选项B正确;
C.开始时,C的浓度为0,因此该平衡是正向开始建立的平衡,选项C错误;
D.2 min时,c(A)=0.2mol∙L−1,c(B)=0.3mol∙L−1,c(C)=0.1mol∙L−1,因此A、B、C的浓度之比为2∶3∶1,选项D正确;
答案选C。
6.D
从表中数据看,乙容器相当于甲容器内反应达平衡后,再移出0.20molH2;若丙容器的温度也为500K,则与甲容器内的反应体系为等效平衡体系,所以丙容器相当于甲容器达平衡后,再将温度升高至600K。
A.由甲、丙中反应物与生成物的起始浓度看,若丙的温度为500K,则为等效平衡,平衡时C2H5OH(g)的浓度也为0.08mol/L,现升高温度,C2H5OH(g)的浓度变为0.04mol/L,则平衡逆向移动,所以该反应的正反应为放热反应,A正确;
B.甲、乙容器相比,乙相当于甲移出0.2molH2,平衡逆向移动,C2H5OH的浓度减小,所以达平衡时,甲、乙容器内C2H5OH的浓度:甲>乙,B正确;
C.由于乙容器中H2的浓度比甲中小,反应速率乙容器比甲容器慢,所需时间长,所以达平衡时,甲、乙容器中反应所需的时间:甲<乙,C正确;
D.达平衡时,(CO2,甲)==80%,(C2H5OH,丙)==60%,所以甲、丙容器中转化率:(CO2,甲)>(C2H5OH,丙),D不正确;
故选D。
7.C
A.由题图可知相同时间内EF段产生的CO2最多,所以该段反应速率最快,A错误;
B.G点收集到的CO2的量最多,B错误;
C.EF段产生的CO2共=0.02mol,由于反应中,所以该段消耗的HCl的物质的量为0.04mol,时间是1min,所以用HCl表示的EF段平均反应速率是,C正确;
D.由于时间都是1min,所以OE、EF、FG三段中用二氧化碳表示的平均反应速率之比等于产生CO2的体积之比,即,D错误;
答案选C。
8.B
A.等质量的液态水所含的能量与气态水所含的能量不同,因此CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) ΔH≠-ΔH1,A错误;
B.已知:①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) Δ H1;②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2,根据盖斯定律,将反应②-①,整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1,B正确;
C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则该反应的正反应是吸热反应,故ΔH2>0,C错误;
D.若反应①增大压强,则单位体积内分子总数增加,单位体积内活化分子数增加,因此反应速率加快,但反应物活化分子百分数不变,D错误;
故合理选项是B。
9.B
A.由图像可以看出降低温度,正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应移动,则该反应的正反应为放热反应,逆反应吸热,A错误;
B.增大压强,正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,则说明气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和,若A、B、C、D均为气体,增大压强平衡向逆反应方向移动,若A、B是气体,则D是液体或固体,增大压强平衡向正反应方向移动,B正确;
C.改变物质浓度,平衡可以发生移动;C错误;
D.增大压强,正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,则说明气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和,若A、B、C、D均为气体,增大压强平衡向逆反应方向移动,若A、B是气体,则D是液体或固体,增大压强平衡向正反应方向移动,D错误;
故选B。
10.C
A.该反应体系温度和容积不变,反应的气体分子数改变,混合气体的压强发生变化,则当混合气体的压强不再变化,能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应体系容积不变,气体总质量发生改变,则混合气体的密度发生变化,则当混合气体的密度不再变化,能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.未指明反应速率的方向,其比值等于系数之比也不能说明反应达到平衡状态,C符合题意;
D.且不再变化,即反应体系各组分浓度不再改变,能说明反应达到平衡状态,D不符合题意;
故选C。
11.B
A.用不同物质表示平衡状态时的速率关系,必须满足两个要求:一是要同时包括正、逆速率,二是速率之比等于计量数之比。该反应平衡时用、速率表示时,应有,A错误;
B.可逆反应平衡状态特征之一是各物质浓度保持不变,B正确;
C.各物质浓度之比等于计量数之比,不代表各物质浓度保持不变,不能证明平衡状态,C错误;
D.反应体系各物质都是气体,在恒容条件下发生反应,根据质量守恒定律与得混合气体密度在反应过程恒定不变,不能说明何时达到平衡状态,D错误;
故选B。
12.A
【解析】合成氨的反应为,该反应为分子数减小的反应,且为放热反应;提高平衡产率,则平衡正向移动;加快反应速率的方式有加压、升温、增加浓度、使用催化剂等。
A.增大体系压强,使平衡正向移动,且反应速率增大,平衡产率增大,故A正确;
B.除去杂质只是减少了副产物的生成,提高了产物纯度,不能提高转化率,故B错误;
C.提高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,产物浓度降低,故平衡转化率降低,故C错误;
D.降低氮气和氢气的投料比,使氮气的转化率增加,不一定能提高平衡转化率。故D错误;
故选A。
13. +3 微波 Co2+
(1)CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni均为+2价,设铁元素的化合价为y,根据化合价代数和为0,可得2x+2(1-x)+2y=8,解得y=3,则该催化剂中铁元素的化合价为+3价;
(2)①过氧化氢的分解速率越大,催化剂活性更高,根据图像可知,x相同时,微波水热法初始速度大于常规水热法,故微波水热法制得催化剂的活性更高;
②由图可知,随x值增大,过氧化氢的分解速率增大,而x增大,Co2+的比例增大,故Co2+的催化活性更高。
14. 0.03 丁>乙>甲>丙 不 B
(1)达到平衡时容器内的压强为起始时的1.2倍,则反应后的气体物质的量为:3mol×1.2=3.6mol,增加了0.6mol,根据反应方程式可知
2X(g)Y(g)+3Z(g) △n
2 1 3 2
变化的物质的量 0.6mol 0.3mol 0.9mol 0.6mol
则用Y的物质的量浓度变化表示的速率为=0.03 mol/(L·min);
(2)反应速率分别为甲:v(X)=3.5mol/(L·min),乙:v(Y)=2mol/(L·min),则用X表示为v(X)=4mol/(L·min),丙:v(Z)=4.5mol/(L·min),则用X表示为v(X)=3mol/(L·min),丁:v(X)=0.075mol/(L·s)=4.5mol/(L·min);其它条件相同,温度越高,速率越快,则温度由高到低的顺序是丁>乙>甲>丙;
(3)若向恒容的密闭容器中充入氮气,容积不变,浓度不变,则平衡不移动;
(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体,由于反应物只有一种,则相当于增大压强,平衡逆向移动,所以X的转化率降低,答案选B。
15. 变深 不变 (E1-E2)kJ/mol Ⅱ BD
(1) ①在这个反应体系中存在下述平衡:,其离子方程式为: ,向上述平衡体系中加入5滴浓的溶液,SCN−浓度增大,平衡右移,则溶液颜色变深。
②向上述平衡体系中加入少量固体,反应相关的粒子浓度均未改变,故平衡不移动,溶液颜色不变。
(2)①焓变=生成物总能量-反应物总能量=反应物总键能-生成物总键能=正反应活化能—逆反应活化能,则 (E1-E2)kJ/mol;。
②催化剂能降低反应的活化能,故加催化剂的曲线Ⅱ。
③A.若,则说明未平衡,A不选;
B.单位时间内消耗的必定生成、同时消耗,则,故已平衡,B选;
C.的物质的量之比取决于起始物质的量,时难以说明各成分的量是否不再改变,不一定平衡,C不选;
D.混合气体中保持不变,说明已经平衡,D选;
则答案为BD。
16.(1)≥2.5
(2) 2.0 保证其他条件不变,只改变反应物H2C2O4浓度,从而才能达到对照实验目的
(3)
(1)
2MnO+6H++5H2C2O4===2Mn2++10CO2↑+8H2O,根据上述方程式判断,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需满足n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥2.5。
(2)
根据表中提供的数据可知,应控制,KMnO4的浓度不变,调节H2C2O4的浓度,所以x=2.0(即总体积保持13.0mL不变)。
(3)
温度低,反应速率慢,反应停止时,所用时间较长。
17. 2~3 该反应放热使温度升高而加快反应速率,此时温度的影响起主要因素 d 其他条件相同时,探究温度对H2O2分解速率的影响 将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L的FeCl3溶液,观察产生气泡的速率 30 7.5
化学反应速率v=,因为时间相同,则气体的体积差越大,反应速率越快,结合影响化学反应速率的因素分析解答;要减慢反应速率而又不减少产生氢气的量,根据影响化学反应速率的因素、氢离子的总量不变分析判断;根据控制变量法分析解答。
(1)①化学反应速率=,因为时间相同,只要气体体积差大,反应速率就大,0min~1min、1min~2min、2min~3min、3min~4min、4min~5min时间段中,△V分别为50mL、(120-50)mL=70mL、(230-120)mL=110mL、(290-230)mL=60mL、(310-290)mL=20mL,所以反应速率最快的是2min~3min、最慢的是4~5 min,该反应是放热反应,升高温度反应速率增大,温度起主要影响作用,随着反应进行,氢离子浓度减小,反应速率减小,氢离子浓度起主要作用,故答案为:2~3;该反应放热,使温度升高,反应速率加快,此时温度的影响起主要因素;
②a.加入Na2CO3溶液,盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳,导致和锌反应的氢离子总物质的量减少,生成的氢气减少,不符合条件,故a不选;b.加入NaOH溶液,氢离子浓度减小、氢离子总物质的量变小,不符合条件,故b不选;c.加入KNO3溶液,硝酸具有强氧化性,与金属反应一般不放出氢气,氢气的量减少,不符合条件,故c不选;d.加入蒸馏水,氢离子浓度减小、氢离子总物质的量不变,反应速率减慢,但不减少产生氢气的量,符合条件,故d选;故答案为:d;
(2)①实验I:分别在试管A、B中加入 5mL 5% H2O2溶液,各滴入1~2 滴1mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现,说明过氧化氢发生分解,试管A、B中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中,试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中,40℃左右热水时产生的气泡量增多,说明温度对H2O2分解速率有影响,故答案为:其他条件相同时,探究温度对H2O2分解速率的影响;
②影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积等,另取两支试管分别加入 5mL 5%H2O2溶液和 5mL 10%H2O2溶液,试管A、B中均未见气泡产生,为加快反应速率,可从温度、或催化剂的影响角度考虑,故答案为:将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液,观察产生气泡的速率;
(3)研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,需要硫酸的量不变,则V1=30;只改变硫酸铜的量,由A组实验数据可知,溶液的总体积为40mL, V4=40-30-2.5=7.5,故答案为:30;7.5。
18.(1)b
(2)防止苯胺在反应过程中被氧化
(3) 油浴 不断分出反应过程中生成的水,促进反应正向进行,提高生成物的产率
(4) 用玻璃棒摩擦容器内壁或投入晶种 a
(5)dcb
(6)66.7
【解析】(1)
根据圆底烧瓶中盛放液体的体积不超过容积的分析判断最佳规格是50 mL;
(2)
锌粉具有还原性,实验中加入少量锌粉的目的是防止苯胺在反应过程中被氧化;
(3)
由于步骤1加热的温度在105 ℃左右,而沸腾的水温度为100 ℃,不能达到该温度,所以步骤1可用油浴加热的方法;水的沸点是100 ℃,加热至105 ℃左右,就可以不断分出反应过程中生成的水,促进反应正向进行;
(4)
晶体析出时需要晶种,所以可以投入晶种促使晶体析出;由于乙酰苯胺微溶于冷水,溶于热水,所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量冷水洗,以减少因洗涤造成的损耗;
(5)
可以用活性炭吸附杂质,再根据题干信息知乙酰苯胺溶于热水,所以采用的方法为趁热过滤、冷却结晶;
(6)
n(苯胺)=,n(乙酸)==0.2695 mol,二者按物质的量之比1∶1反应,由于乙酸的物质的量大于苯胺的物质的量,所以产生乙酰苯胺的物质的量要以不足量的苯胺为标准,乙酰苯胺的理论产量为0.102 mol,而实际产量n(乙酰苯胺)==0.068 mol,所以乙酰苯胺的产率为×100%≈66.7%。
19. 0.08 mol/(L·min) 4∶3
(1),根据反应速率之比等于化学计量系数比,故,故答案为:0.08 mol/(L·min);
(2)根据三段分析可知:,又同温同体积时,压强之比等于气体的物质的量之比,故起始状态与平衡状态容器内的压强之比为(6+2):(4+1+1)=4:3,故答案为:4:3。
20. 0.5mol/L 大于 C
(1)设500℃时,CO的平衡浓度为x
Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
起始量 1mol/L 0
变化量 x x
平衡量 (1-x)mol/L x
则K= x=0.5mol/L
答案为:0.5mol/L
(2)从表中可以看出,升高温度,K值增大,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,
方程式中的a大于0。答案为:大于
(3) A.由于反应前后气体分子数相等,所以缩小反应器体积,平衡不发生移动,A不合题意;
B.由于FeO呈固态,所以加入FeO,对平衡不产生影响,B不合题意;
C.由于正反应为吸热反应,所以降低温度到500℃,平衡逆向移动,C符合题意;
D.使用合适的催化剂,对平衡不产生影响,D不合题意。
故选C。
21. 0.075 mol/(L•min) 10% 4
(1)根据反应产生W的物质的量计算反应消耗的X的物质的量,再根据速率定义式计算v(X);
(2)根据反应产生W的物质的量计算反应消耗的Y的物质的量,再根据转化率=×100%计算Y的转化率。
(3)先计算v(W),然后根据速率比等于化学方程式中相应物质的计量数的比计算出n的值。
(1)2 min末生成0.2 mol W,由于X、W反应转化的物质的量的比△n(X):△n(W)=3:2,所以反应转化的X物质的量为△n(X)=0.3 mol,则v(X)==0.075 mol/(L•min);
(2)根据反应方程式可知物质反应时,△n(Y):△n(W)=1:2,则根据2 min末生成0.2 mol W,可知2 min末时Y的转化量△n(Y)=0.1 mol,由于反应开始时加入Y的物质的量为1 mol,所以Y的转化率α(Y)=×100%=10%;
(3)2 min末生成0.2 mol W,v(W)==0.05 mol/(L•min),由于测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=0.1 mol/(L•min),根据用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知n=4。
【点睛】本题考查了化学反应速率和化学平衡的计算,把握化学反应中各物质的量与方程式中化学计量数的关系等为解答的关键,注意速率与化学计量数的关系确定n,侧重考查学生的分析与计算能力。
22. 2周期,ⅥA族 氢键 K=c2(NH3)/[c(N2)×c3(NH3)] D E NH3+HNO3=NH4NO3 +H2ONH3H2O+H+
试题分析:短周期中形成无色气体单质的只有H2、N2、O2(稀有气体除外),B、C两种分子中的电子数均等于10,则B、C为H2O、NH3的一种,且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B为H2O,C为NH3,由转化关系可知,Z为氢,故A为NO,X为氧,Y为氮,
(1)O元素的质子数为8,位于第二周期VIA族;
(2)水分子的电子式为;氧元素、氟元素电负性很强,水分子之间、氨气分子之间存在氢键,故它们的沸点高于同主族其它元素氢化物;
(3)可逆反应N2+3H22NH3,其平衡常数表达式为K=c2(NH3)/[c(N2)×c3(NH3)]。若甲的体积为VL,另有一个体积为2VL的固定体积的容器丙,4 mol N2、6 mol H2,在此容器中达到平衡时NH3的物质的量为2mmol,气体的压强也与甲相同,故乙容器内平衡时生成NH3的物质的量为2mmol,答案为D;如果乙的体积与甲的体积相同,则应将丙的体积缩小为VL,此时平衡正向移动,平衡时生成NH3的物质的量大于2m,答案为E;
(4)O、N、H三种元素可组成一种强酸为HNO3,NH3在适当条件下被HNO3吸收生成一种盐为NH4NO3,该盐的水溶液中NH4+离子水解:+H2ONH3•H2O+H+,破坏水的电离平衡,溶液呈酸性,故pH<7。
考点:考查元素的推断、平衡的移动及盐类水解。
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